泥石流叠加堆积形态演化特征的实验研究

摘要

泥石流堆积扇因叠加堆积过程而呈现复杂的地貌演化特征,如主体流路改变、扇体形态偏移等。目前对泥石流叠加堆积过程的研究较少,也未提出定量的形态偏移指标,这为泥石流预防和堆积扇土地利用带来困难。本文以代表性宽级配泥石流堆积物为原型材料,通过水槽实验,模拟不同密度泥石流的叠加堆积及其形态演化。利用3D扫描重建技术,对堆积形态的几何特征及演化过程进行了定量分析。结果表明:(1)泥石流叠加堆积过程可概括为纵向—垂向—横向三个发展阶段;(2)在密度相同的条件下,泥石流的堆积长度随叠加次数增加呈指数型衰减,堆积厚度呈幂次增加并逐渐稳定于一定极限值,堆积宽度随叠加次数增加呈现先增加后减小的趋势;(3)扇体形态偏移度与泥石流性质、运动特征以及堆积区地形之间存在幂函数关系。本研究明确了泥石流叠加堆积的物理过程和演化特征,建立了泥石流扇体形态偏移度的判别公式,为预测泥石流冲淤及致灾范围提供了理论基础,也为泥石流防治工程优化设计提供数据支撑。